Глава 21

Блоки питания и корпуса

Роль блока питания

Блок питания - это не только один из самых важных компонентов ПК, но, к сожалению, наименее всего замечаемый. Покупатели компьютеров по многу часов обсуждают частоту процессоров, емкость модулей памяти, объем и скорость жестких дисков, производительность видеоадаптеров, размер экрана монитора и т. д., однако крайне редко (или вообще никогда) упоминают о блоках питания. Когда система собирается из самых дешевых компонентов, на какой элемент производитель обращает меньше всего внимания? Правильно, на блок питания. Для многих это просто невзрачная серая металлическая коробка, расположенная внутри компьютера и покрытая слоем пыли. Иногда пользователи все же задумываются о блоке питания, интересуясь исключительно мощностью в ваттах (несмотря на то, что не существует практических методов проверки этой мощности) и упуская из виду важнейшие моменты, а именно: стабильна ли подача энергии либо напряжение отличается шумом, скачкообразным выбросом и перебоями.

Блок питания крайне важен, так как подает электроэнергию каждому компоненту системы. Кроме того, он же является одним из самых ненадежных компьютерных устройств, так как по статистике именно блоки питания чаще всего выходят из строя. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие производители устанавливают самые дешевые блоки питания, которые только можно найти. Неисправный блок питания может не только помешать стабильной работе системы, но и физически повредить ее компоненты неустойчивым электрическим напряжением.

В этой главе речь идет о блоках питания, их устройстве и функционировании, а также о способах устранения неисправностей.

Назначение и принципы работы блоков питания

Главное назначение блоков питания - преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера. Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +3,3, +5 и +12 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение + 3,3 или + 5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) - +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы.

Положительное напряжение

Как правило, цифровые электронные компоненты и интегральные схемы компьютера (системные платы, платы расширения, логические схемы дисководов) используют напряжения +3,3 и +5 В, в то время как двигатели (дисководов и вентиляторов) обычно работают с напряжением в 12 В. Список устройств и их потребляемая мощность приведены в табл. 21.1.

Для того чтобы система нормально работала, источник питания должен обеспечивать непрерывную подачу постоянного тока. Устройства, рабочее напряжение которых отличается от подаваемого, должны питаться от встроенных регуляторов напряжения. Например,

рабочие напряжения 2,5 В для модулей памяти RIMM/DDR DIMM и 1,5 В для AGP 4x и более быстрых адаптеров обеспечиваются простыми встроенными регуляторами тока; процессоры подключаются к модулю стабилизатора напряжения (VRM), который обычно встраивается в системную плату. Современная системная плата содержит три (или больше) модуля стабилизатора напряжения.

Замечание

Когда Intel начала выпускать процессоры, для которых требовалось напряжение 3,3 В, источников питания с таким выходным напряжением еще не было. Поэтому изготовители системных плат начали встраивать трансформаторы, преобразующие напряжение +5 в 3,3 В. Такие преобразователи генерируют большое количество теплоты, что нежелательно для персонального компьютера. Существует мнение, что при наличии напряжения питания 3,3 В, которое обеспечивается блоком питания, исчезнет необходимость в этих встроенных трансформаторах. Однако в настоящее время появились процессоры, имеющие более низкое рабочее напряжение. Для того чтобы приспособиться к изменяющимся требованиям энергообеспечения процессоров, в системные платы включаются адаптивные схемы регулятора тока, получившие название модулей стабилизатора напряжения (Voltage Regulator Modules - VRM). Другие регуляторы также применяются для обеспечения питания устройств, не использующих напряжение +3,3, +5 или +12 В.

Отрицательное напряжение

Если посмотреть на спецификацию типичного блока питания, то окажется, что он подает не только напряжения +3,3, +5 или +12 В, но также -5 и -12 В. Позитивное напряжение необходимо для питания практически всех компонентов системы (логических схем и двигателей), так зачем же нужно негативное? В нем почти нет необходимости, поэтому в некоторых блоках питания SFX больше не поддерживается напряжение -5 В. В современных контроллерах напряжение -5 В не используется; оно сохраняется лишь как часть стандарта шины ISA.

Хотя напряжение -5 и -12 В подается на системную плату с помощью энергокабелей, в системной плате обычно используется только напряжение +3,3, +5 или +12 В. Питание - 5 В поступает на контакт B5 шины ISA, а на самой системной плате не используется. Это напряжение предназначалось для питания аналоговых схем в старых контроллерах накопителей на гибких дисках, поэтому оно и подведено к шине.

Напряжение -12 В также не используется, за исключением последовательного порта и микросхем поддержки локальной сети в некоторых системных платах.